7次谐波的抑制不够，仿真发现，二阶低通滤波器S(z)的截止频率取在1800rad/s时，重复控制器对输出电压谐波的抑制能力较好。
相位补偿环节z^k的补偿拍数k的设计较简单，只需画出控制对象与相位补偿环节z^k的相频曲线观察就可以了，通过观察不同拍数k所对应的相频曲线，取与控制对象吻合最佳的拍数k[30]即可，观察发现，当采样频率为6kHz时，取7拍的补偿量较合适。
图3.12重复控制器
通常重复控制器中的K_r环节用来消除输出LC滤波器的谐振峰，其值常取为0.2～0.4，由于本文采取的双环控制策略，外环控制对象无谐振峰，因此K_r的取值可以大一点甚至直接取为1，但为保证整个系统的稳定性，本文取为0.75，仿真发现K_r=0.75时，输出电压波形的THD较低，重复控制器的谐波抑制能力较强。综上，本文所设计的重复控制器如图3.12所示(采样频率为6kHz)。 3.5仿真与实验结果 3.5.1仿真结果
在matlab的simulink中搭建与实验台架参数一致的三相全桥逆变的仿真模型，输出变压器为?-Y接法，原副边变比为212/390，额定负载50kW，开关频率为6kHz，采用带输出电流前馈的电容电压电感电流双环控制，内环采用比例控制器，外环采用PI加重复控制器，具体控制参数如式(3.8)、式(3.11)即图3.12所示，得到了输出电压波形如图3.13所示。
图3.13开环空载输出电压波形
图3.13是开环控制时空载工况下变压器原边的三相输出电压波形，根据三相变压器的变比，额定时原边电压最大值应为300V，可见开环控制时原边电压与额定值差别较大，因此必须
闭环控制，另一方面，经分析三相电压的THD分别为1.69%、1.68%和1.60%，可对比加上闭环控制后的波形质量。
由图3.14可见，加上PI闭环控制后，输出电压幅值基本无稳态误差了，原边电压幅值均在300V附近，得益于PI控制器对dq旋转坐标系下的电压直流分量的无静差跟踪，电压的稳态误差极小，经分析可得到三相电压的THD分别为1.70%、1.70%和1.71%，可见虽然PI控制器对幅值的跟踪较好但是对谐波的抑制作用却较小，输出电压波形的THD和开环控制时基本无差异，因此必须加上重复控制器。
图3.14闭环(仅PI控制)控制下空载输出电压波形
图3.15给出了闭环控制(PI加重复控制)时三相输出电压波形，三相电压的THD分别为0.64%、0.62%和0.66%，可见重复控制对谐波的抑制能力还是很强的。
图3.15闭环(PI加重复控制)控制下空载时输出电压波形
图3.16给出了阻性满载时输出电压波形，经分析三相电压的THD分别为0.69%、0.67%和0.67%，可见本文所设计的重复控制器在阻性满载下也具有较好的谐波抑制能力。 图3.17给出了阻感性满载时输出电压波形，经分析三相电压的THD分别为0.59%、0.51%和0.54%，可见本文所设计的重复控制器在阻感性满载下也具有较好的谐波抑制能力。
图3.16闭环(PI加重复控制)控制下满载时输出电压波形
图3.17闭环(PI加重复控制)控制下阻感性满载时输出电压波形
图3.18闭环(PI加重复控制)控制下整流型负载时输出电压波形
图3.18给出了带整流型负载(输出侧接带25kVA功率因数为0.8的负载的不控整流器)时输出电压波形，经分析三相电压的THD分别为0.98%、1.01%和1.01%，可见本文所设计的重复控制器在阻感性满载下也具有较好的谐波抑制能力。 表3-1波形质量仿真结果 控制器 负载 PI 空载 PI加重复 PI加重复 PI加重复 PI加重复
A相电压THD
B相电压THD
C相电压THD
1.70% 1.70% 1.71% 空载
0.64% 0.62% 0.66%
0.69% 0.67% 0.67%
阻性满载
阻感性满载 0.59% 0.51% 0.54% 整流型负载 0.98% 1.01% 1.01%
由上述仿真结果可知，所设计的控制器稳态时的波形质量较好，各工况的稳态仿真结果如表3-1所示。
图3.19系统输出电压波形(突加阻性满载)
图3.20系统输出电压有效值变化
由图3.19和图3.20可知，在突加纯阻性负载时，输出电压会有一个跌落过程，但是能够很快的恢复至额定值，调节时间约占1个基波周期(20ms)，有效值跌落最大为2.8%。
图3.21系统输出电压波形
图3.22系统输出电压有效值变化(突加阻感性满载)
由图3.19和图3.20可知，在突加阻感性负载时，输出电压会有一个跌落过程，但是能够很快的恢复至额定值，调节时间约占两个基波周期，有效值跌落最大为3.3%。 3.5.2实验结果
为了验证本章研究的逆变器控制方法的可行性，对一台50kVA三相全桥结构的逆变器台架设计了内外环、重复控制参数，其实验结果如下：(由于受到示波器通道以及电压电流探头数量的限制，图上一次最多显示4个波形，无法同时观察输出电压与输出电流)
图3.23空载工况三相输出电压电流波形(500V/格，50A/格)
图3.24半载工况三相输出电压电流波形(500V/格，50A/格
图3.25满载工况三相输出电压电流波形(500V/格，50A/格)
对空载、半载、满载条件下三相电压的数据导入到matlab中进行分析得到三相电压的波形质量参数如下表3-2所示，从表中数据可以看出控制器能够很好作用于系统，三相输出电压在空载、半载、满载的稳态条件下波形质量良好，符合预期要求。 表3-2波形质量实验结果 负载
A相电压有效值 A相电压THD
A相电压
B相电压有效值 B相电压THD
A相电
稳态实验结果
压有效值 THD 空载
386.9V 0.90% 386.0V 0.96% 387.7V 1.01%
半载 满载
383.2V 0.84% 383.2V 0.90% 384.6V 0.87% 381.0V 0.76% 380.3V 0.72% 381.9V 0.79%
动态实验结果
图3.26空载到半载三相输出电压电流波形(电压500V/格/电流50A/格)
图3.27半载到满载单相输出电压电流波形(电压500V/格/电流50A/格)
由图3.27可以看出空载到半载、半载到满载时，电压波形并无明显跌落。空载到半载，恢复时间在两个周波约40ms左右，半载到满载，调节时间为一个半周波30ms左右，说明系统在突加负载时具有良好的动态特性。
图3.28满载到半载单相输出电压波形(电压500V/格/电流50A/格)
图3.29半载到空载单相输出电压电流波形(电压500V/格/电流50A/格)
由图3.29可以看出满载到半载、空载到半载时，输出电压并无明显上升，说明控制器能够很快的调节控制量，避免电压的剧烈波动。半载到空载，恢复时间在两个周波约45ms左右，满载到半载，调节时间为一个半周波30ms左右，说明系统在突加负载时具有良好的动态特性。 3.6本章小节
本章主要分析了几种控制方式的各自优缺点，最后选择了带负载电流前馈的电容电压外环电感电流内环的双环控制策略，这种控制策略既可以实现限流的作用，同时保证了系统良好的